pembahasan UN-UMPTN Fisika

1. Mekanika
FLUIDA STATIS
1. UMPTN 1989 Rayon C
Dimensi 21 −−
TML menyatakan dimensi besaran ….
A. gaya B. energi C. daya D. tekanan E. momentum
Jawab : D>>> 2121
2
2
))()((
/ −−−−
==== TMLsmkg
m
skgm
A
F
P
2. UMPTN 1990 Rayon A
Jika percepatan gravitasi adalah 2
/8,9 smg = , maka berat jenis air raksa dalam
satuan SI adalah …
A. 3
/6,13 dmkg C. 3
/10006,13 mkgx E.
3
/6,13 mN
B. 3
/8,910006,13 mNxx D. 3
/9816,13 cmdynex
Jawab : B
)/(8,910006,13?...;gram/cm6,13;m/s8,9 332 −
==↑=== mNxxgBJBJg ρρ
3. Suatu benda dimasukkan kedalam cairan yang massa jenisnya 1200 kg/m3
(keadaan benda dilihat pada gambar). Massa jenis benda tersebut adalah …kg/m3
A. 600 C. 900 E. 2400
B. 750 D. 1200 Jawab : A
?...;;m/s10;2;kg/m1200 23
===== babc aVgaV ρρ
3
/600
2
1200
mkg
a
xa
V
V
FaW
b
aa
b ===↑=
ρ
ρ
4. Ganesa Operation
Sebuah benda dimasukkan ke dalam air. Ternyata 25% dari benda terapung di
atas permukaan air. Maka besar massa jenis benda adalah … 3
/ cmg
A. 0,25 B. 0,4 C. 0,50 D. 0,60 E. 0,75
Jawab : E
aabbaba
baaba
gVggVV
gVgVFWFVVVV
ρρρρρρρ
ρρρρ
75,0
1
75,0
)75,0()25,0(
00?...;g/cm1;%25; 1
3
21
==↑=↑=−
=↑=−↑=↑==== ∑
www.mhharismansur.com
a
a
4

2. Mekanika
5. Sepotong kayu terapung dengan 1/5 bagian tercelup dalam air, jika massa jenis air
33
/10 mkg=ρ . Maka massa jenis kayu adalah … kg/m3
A. 2x102
B. 4x102
C. 6x102
D. 8x102
E. 10x102
Jawab : A
35
1
3
5
133
kg/m20010?...;;;/10 ===↑====
V
V
x
V
V
VVVVmkg
k
a
akkaka ρρρρ
6. Sebuah benda dicelupkan kedalam minyak tanah ( 3
/8,0 cmgr=ρ ), seperempat
bagian benda muncul dipermukaan minyak, Maka massa jenis benda tersebut
adalah … gr/cm3
A. 0,2 C. 0,4 E. 0,9
B. 0,3 D. 0,6 Jawab : D
?...:::gr/cm8,0 4
33
==== bb aVaV ρρ
34
3
gr/cm6,0
4
38,0)(8,0
....
====
=↑=↑=↑=
x
a
a
V
V
V
V
VVVgVgFW
b
b
b
bbbbb
ρ
ρ
ρ
ρρρρρ
7. Balok kayu bervolume 800 cm3
terapung dalam air, seperti pada gambar
disamping. Jika volume yang terendam 200 cm3
. Jika (g=10 m/s2
) dan massa jenis
air 1000 kg/m3
, maka jenis balok kayu adalah … kg/m3
A. 4,00x103
C. 0,25x103
E. 0,10x103
B. 1,00x103
D. 0,15x103
Jawab : C
V1=800 m3
(terapung) : V2=200 m3
(terendam)
?...:/1000 3
== ba mkg ρρ
2212 )( VVVVVFaW ababb ρρρρ =+↑=↑=
3
21
2
/200
200800
2001000
)(
mkg
x
VV
Va
b =
+
=
+
=
ρ
ρ
8. Balon udara berisi gas hydrogen sebanyak 600 m3
yang massa jenisnya
0,09kg/m3
, massa balon 250 kg. Apabila massa jenis udara disekitar balon 1,2
kg/m3
, maka balon udara tersebut mampu mengangkat beban sebesar …kg
A. 240 B. 250 C. 304 D. 416 E. 720
www.mhharismansur.com
1/4
a
5

3. Mekanika
Jawab : C
kgxm
Vmm
gVgmgmFFW
msmgkgmmV
mkgmkg
beban
HHbalonbeban
HHbalonbebanHU
bebanbalonH
UH
30454250)60009,0(250
..
?....:/10:250:600
/2,1:/09,0
23
33
=+=+=
+=∴
+=↑+=
====
==
ρ
ρ
ρρ
9. Sepotong kaca di udara memiliki berat 25 N dan massa jenis kaca
23
/105,2 mkgxk =ρ . Bila massa jenis air
23
/10 mkga =ρ dan g=10 m/s2
, maka
berat kaca didalam air adalah …N
A. 10 B. 15 C. 20 D. 25 E. 30
Jawab : B
N
x
xWWgVWFWW
WNWmkgmkgx
k
a
uubauaua
auak
15)
105,2
10
25(25
?...:25:/10:/105,2
3
3
3333
=−=−=−=−=
====
ρ
ρ
ρ
ρρ
10. Sebuah batu bervolume 0,5 m3
tercelup seluruhnya ke dalam zat cair yang massa
jenisnya
3
/5,1 cmgc =ρ dan g=10 m/s2
, maka batu akan mendapatkan gaya
keatas sebesar … N
A. 1500 B. 3000 C. 4500 D. 7500 E. 9000
Jawab : D
NxxxVgFFmVcmg cc 7500105,0105,1?...:5,0:/5,1 333
===↑∴=== ρρ
11. Sebuah batu memiliki berat 30N di udara dan 21 N di dalam air. Besar massa
jenis batu sama dengan … g/cm3
A. 9 B. 7,8 C. 3,33 D. 1,45 E. 0,3
Jawab : C
3
3
3
/33,3
109,0
30
9,0
101
2130
?...:/1:21:30
cmg
xgV
W
gVW
cm
xg
WW
VWWgVF
cmgNWNW
b
u
bu
a
au
baubaa
aau
===↑=
=
−
=
−
=↑−==
====
ρρ
ρ
ρ
ρρ
12. UMPTN 1993 Rayon C
www.mhharismansur.com
6

4. Mekanika
Sebuah benda tergantung di atas permukaan air yang berlapiskan minyak dengan
50% volume benda di dalam air, 30% di dalam minyak dan sisanya berada di atas
permukaan minyak. Jika massa jenis minyak
3
/8,0 cmgm =ρ , maka massa jenis
benda tersebut … 3
/ cmg
A. 0,62 B. 0,68 C. 0,74 D. 0,78 E. 0,82
Jawab : C
?...;/1;/8,0 33
=== bam cmgcmg ρρρ
mV = volume minyak yang dipindahkan
aV = volume air yang dipindahkan
Benda setimbang, maka gaya berat benda sama dengan gaya
angkat Archimedes oleh air dan minyak.
3
kg/m74,05,024,05,0)8,0(3,0)1%(50)8,0%(30
''
''
=+=+=+=
+=↑+=↑+=
b
a
b
a
m
b
m
baammbbAmb
V
V
V
V
gVgVgVFFgm
ρ
ρρρρρρ

13. UMPTN 1993 Rayon B
Jarum dapat terapung pada permukaan air karena …
A. massa jenis jarum lebih kecil daripada air
B. massa jenis jarum lebih besar daripada air
C. gaya apung Archimedes
D. berat jenis jarum sama dengan berat jenis air
E. tegangan permukaan air
Jawab : E
Massa jenis jarum lebih besar daripada massa jenis air seharusnya jarum
tenggelam, jarum terapung karena tegangan permukaan air
14. SPMB 1993 Rayon C
Sebuah es balok terapung di dalam bejana berisi air. Jika massa jenis es
3
/9,0 cmges =ρ dan massa jenis air
3
/1 cmgair =ρ , maka bagian es yang
terendam dalam air adalah …
A. 90% B. 75% C. 65% D. 25% E. 10%
Jawab : A
esaires VV ....;g/cm1;g/cm9,0 rendam
33
=== ρρ
www.mhharismansur.com
air
benda
%30
%50
minyak
7

5. Mekanika
esesesa
eses
a
es
esaaaesesa
VVVVV
VVVVgVgVFW
%90%909,0
,9,0
1
9,0
rendam =↑==
===↑=↑=
ρ
ρ
ρρ
15. Sebongkah es terapung dilaut terlihat seperti gambar berikut. Jika massa jenis air
laut 1,2 g/cm3
dan massa jenis es 0,9 g/cm3
, maka volume air laut sama dengan …
volume yang muncul
A. 2 kali C. 4 kali E. 6 kali
B. 3 kali D. 5 kali Jawab : B
aL
es
esaLesesaLaLa
munculalesaL
xVVgVgVWF
VVcmgrcmgr
ρ
ρ
ρρ
ρρ
=↑=↑=
=== ....;/9,0;/2,1 33
munculaL
muncul
aL
esesesmunculesesaL
VV
V
V
VVVVVxVV
33
4/1
4/3
4
1
4
3
4
3
2,1
9,0
=↑∴==
=−=↑==
16. UMPTN 2001 Rayon B
Sepotong mata uang logam jika dicelupkan dalam fluida A dengan 3
/8,0 cmg
mengalami gaya ke atas sebesar AF dan jika dicelupkan dalam fluida B dengan
3
/7,0 cmg mengalami gaya ke atas sebesar BF . Perbandingan kedua gaya
tersebut BA FF / bernilai …
A. 8/14 B. 4/7 C. 7/8 D. 7/6 E. 8/7
Jawab : E



====




→=
→=
7
8
7,0
8,0
?...
/7,0
/8,0
3
3
B
A
B
A
B
A
BB
AA
F
F
F
F
Fcmg
Fcmg
ρ
ρ
ρ
ρ
17. Suatu bak yang tingginya 80 cm terisi penuh suatu zat cair yang massa jenisnya
0,5 gr/cm3
. Besar tekanan hidrostatisnya pada dasar bak … N/m2
. (g=10 m/s2
)
A. 2000 B. 3000 C. 4000 D. 5000 E. 6000
www.mhharismansur.com
Gunung es
Laut
8

6. Mekanika
Jawab : C
23
333
N/m40008,010)105,0(
?...:kg/m105,0gr/m5,0:m8,0cm80
===
=====
xxxghP
Pxh
ρ
ρ
18. Perhatikan diagram berikut ini : Didalam 2 bejana disamping masing-masing
berisi zat cair yang perbandingan massa jenisnya 4:5: =BA ρρ . Titik pada bejana
A yang mempunyai tekanan sama dengan titik P pada bejana B …
A. (5), H5 = 8 cm
B. (4), H4 = 10 cm
C. (3), H3 = 12 cm
D. (2), H2 = 16 cm
E. (1), H1 = 20 cm
Jawab : D<>Ketentuan bahwa
4:5:4:5: == BABA PPρρ
Tekanan A sama dengan B
cmxhhcmh
hhhhhghghPP
bab
bb
b
b
ab
a
b
abbaaba
162020
5
4
5
4
5
4
4
5
===↑=
==↑=↑=↑=
ρ
ρ
ρ
ρ
ρρ
19. Sebuah tabung U berisi zat cair, pada salah satu ujung tabung diberi gaya
penghisap 20 N dengan luas 30cm2
(berat dan gesekan diabaikan). Agar
penghisap tetap seimbang maka gaya tekan pada ujung yang luasnya 900 cm2
adalah … N
A. 150 B. 400 C. 600 D. 1200 E. 2400
Jawab : C
N
A
A
FF
A
A
FF
A
F
A
F
FcmAcmANF
600
30
900
20
?...:900:30:20
1
2
12
1
2
12
2
2
1
1
2
2
2
2
11
=





=





=↑





=↑=
====
20. Sebuah benda bermassa 10 kg dan massa jenisnya 5 gr/cm3
(g=10m/s2
). Maka
gaya keatas yang dialami benda adalah …N
A. 20 N B. 50 C. 100 D. 200 E. 500
Jawab : A
www.mhharismansur.com
1 2
3
5
A
4
20cm
B
P
20cm
9

7. Mekanika
Nxxg
m
xgVFa
b
b
aba 2010
5000
10
1000 ====
ρ
ρρ
21. Drum yang memiliki volume rata-rata 450 liter digunakan untuk membuat
jembatan. Jika setiap drum menopang gaya 1500 N, maka bagian yang tercelup
sebesar … bagian
A. 3/4 B. 2/3 C. 1/2 D. 1/3 E. 1/4
Jawab : D
bagian
3
1
45,0
15,0
m15,0
101000
1500
bagian......:45,0450:1500
tercelup
3
tercelup
3
===↑∴===
====
b
a
a
a
b
V
V
V
xg
Fa
V
VmltVNFa
ρ
22. UMPTN 1989 Rayon B
Sebuah balon dengan diameter 10m berisi udara panas. Kerapatan dalam bola
adalah 75% kerapatan udara luar (kerapatan udara luar 3
/3,1 mkg ). Besar massa
total maksimum penumpang dan beban yang masih dapat diangkat balon tersebut
adalah …kg( 2
/10 smg = )
A. nol B. 1,3 C. 170 D. 510 E. 680
Jawab : C
VVm
VmgVgVgm
FgmgmFWFWF
mk
RD
udaraudaraudarab
gasudarabudaragasb
AgbAA
ρρρ
ρρρρ
ρ
ρρρ
4
1
4
3
b
3
udara
udara4
3
udaragas
)(
)(
00
?....,g/m3,1
)cm5(cm10;%75
=−=
−=↑=+
=+↑=↑=−↑=
==
====
∑
kgRmRV b 08,170)5)(14,3)(3,1())(3,1(; 3
3
13
3
4
4
13
3
4 ===↑∴= ππ
23. Sepotong balok volume 2 m3
dimasukkan kedalam air. Jika massa balok itu 1400
kg, maka volume balok yang tercelup ke dalam air adalah … m3
A. 0,6 B. 0,8 C. 1,0 D. 1,2 E. 1,4
Jawab : C
?...;/1000;1400;2 33
==== xabb VmkgkgmmV ρ (tercelup dalam air)
33
/700
2
1400
14002 mkg
V
m
kgmmV
b
b
bbb ===↑=↑= ρ
www.mhharismansur.com
gas
gmm gb )( +
gas
balon
udara
10

8. Mekanika
3
112
1000
2700
2)(
)(
m
xV
VV
V
VV
VVVgVgVWFVVV
a
bb
bx
a
bb
xb
bbxbabbaaaxba
=−=−=−=∴=−
=−↑=↑=↑−=∴
ρ
ρ
ρ
ρ
ρρρρ
24. Sipenmaru 1988 Kode 71
Sebuah logam C yang merupakan campuran dari logam A dan logam B, bermassa
20 gram jika ditimbang diudara; sedangkan jika ditimbang di dalam air 185 gram.
Jika kerapatan logam A 3
/20 cmgA =ρ , kerapatan logam B 3
/10 cmgB =ρ dan
kerapatan air
3
/1 cmgair =ρ , maka massa logam A …gr
A. 15 B. 30 C. 66,67 D. 100 E. 133,33
Jawab : D
?...,185)(
gr200)(;g/cm10;g/cm20;g/cm20 333
==
====
AC
CairBA
mgrairm
udaramρρρ
Besarnya gaya ke atas diperoleh dari
3
airairogam
)()(
cm15
)1(
g.dyne15
.dyne15:maka?,...
dyne.15)185()200(
==
=↑===↑
=−=−=
g
V
ggVgVFVVvolume
gggWWF
C
CCACl
airCudaraCA
ρρ

Maka massa logam A adalah :
gram100520:maka
55015020010)15(1020020
)(
3
==
=↑=−=↑−−=
−−=↑−=↑−=
xm
cmVVVV
VVmVVmVmmm
A
AAAA
ACBCAABBCAABCA

ρρρρ
25. PPI 1981
Apabila pipa barometer diganti dengan pipa yang luas penampangnya dua kali
nya, maka pada tekanan udara luar 1 atm tinggi air raksa dalam pipa …cm
A. 19 B. 38 C. 76 D. 114 E. 152
Jawab : C
Tekanan raksa pada barometer merupakan tekanan hidrostatis, maka tidak
tergantung pada luas penampang, tetapi pada ketinggian air raksa dalam tabung.
Dalam hal ini tekanan udara setara dengan tinggi air dalam pipa sebesar
76cmHg
26. UMPTN 1989 Rayon B
www.mhharismansur.com
11

9. Mekanika
Gambar berikut menunjukkan sebatang pipa kaca berisi udara. Ujung pipa atas
tertutup, sedangkan ujung bawah tertutup oleh air raksa yang tingginya 10cm.
Jika tekanan udara di luar 76cmHg, maka tekanan udara didalam pipa kaca adalah
…cmHg
A. nol C. 66 E. 86
B. 10 D. 76
Jawab : C
cmHgPPPPPPP
PcmHgPcmHgP
HgHg
Hg
661076
?...:10:76
00
0
=−=↑−=↑+=
===
27. Sebuah kolam renang dalamnya 5,4 meter berisi penuh air (
23
/10,/1 smgcmgr ==ρ ), maka tekanan hidrostatis suatu titik pada 50 cm
adalah …kPa
A. 3,5 B. 4,5 C. 49 D. 54 E. 5,4
Jawab : C
kPaxxxhhghgghP
Pcmhmhsmgcmgr
491049)5,04,5(101000)(
?...;50;4,5;/10;/1
3
1
1
23
==−=−=∆==
=====
ρρρ
ρ
28. SPMB 2003 Regional I kode 721
Penghisap mempunyai luas penampang 2
cm75,0 yang bergerak bebas tanpa
gesekan sehingga dapat menekan pegas sejauh x.
Jika konstanta pegas 75 N/m dan massa jenis zat cair
3
500kg/m . Maka x adalah …cm
A. 0,4 B. 0,5 C. 0,6 D. 0,7 E. 1
Jawab : A
?...,N/m75);1(kg/m500;cm75,0 32
===== xkmhA ρ
cm5,0m105
75
)1075,0)(1)(10)(500( 3
4
==== −
−
x
x
k
ghA
x
ρ

29. UMPTN 1997 Rayon A kode 32
www.mhharismansur.com
udara
cm10
cmHg10
?...=P
cmHgP 760 =
m1
P
?...=x
12

10. Mekanika
Untuk menentukan massa jenis zat cair dirangkai alat seperti pada gambar di
bawah ini. Penghisap P dapat bergerak bebas dengan luas penampang 2
1cm .
Jika konstanta pegas 100 N/m dan pegas tertekan sejauh 0,4cm. Maka massa jenis
zat cair adalah… (dalam 3
/ mkg )
A. 400 C. 750 E. 1000
B. 500 D. 800 Jawab : A
cm4,0,N/m100);m1?(...;cm1 2
===== xkhA ρ
Pada gambar tersebut terjadi keseimbangan gaya
yaitu gaya pegas dengan gaya hidrostatis, maka
besarnya ρ adalah :
3
4
3
4
2
kg/m400
)10)(1(
)104)(10(
)10)(1)(10(
)104,0)(100(
==== −
−
−
−
xx
ghA
kx
ρ
30. Sebuah pipa memancarkan air dengan kecepatan 80cm/s dengan debit scm /30 3
hingga menerpa dinding. Setelah mengenai dinding, air bergerak sejajar dinding
seperti terlihat pada gambar. Bila massa 3
1cm adalah 1 gram, besar gaya yang
dialami dinding adalah …N
A. 0,024 B. 0,048 C. 0,24 D. 0,36 E. 2,4
Jawab : A
?...,gr1;cm1;cm/s80;/scm30 33
===== FmVvQ
Gaya yang diperoleh berbanding lurus dengan kecepatan
fluida dan berbanding terbalik dengan perubahan waktu
(ingat impuls sebanding dengan momentum), maka :
NNxxxvQF
vQv
t
V
t
vV
FvVvmtF
FgrmcmVscmvscmQ
024,01024)1080)(1030)(10(
)(.
?...,1,1;/80,/30
3263
33
===∆=
∆=∆
∆
=
∆
∆
=→∆=∆=∆
=====
−−−
ρ
ρρ
ρ
ρ


31. UMPTN 1995 Rayon C kode 42
Kenaikan permukaan fluida yang cekung dalam kapiler berbanding lurus dengan
pertambahan :
1. sudut kontak permukaan fluida 3. massa jenis fluida
2. jari-jari kapiler 4. tegangan permukaan fluida
Jawab : 4 saja (D)
www.mhharismansur.com
m1 P
?...=ρ
cm4,0=x
13

11. Mekanika
Kenaikan zat zair dalam pipa kapiler
γ
ρ
θγ
∞→= h
gr
h
cos2
;γ = tegangan permukaan fluida
32. Karena pengaruh tegangan permukaan maka zat cair cenderung untuk…
A. Memperluas pemukaannya D. Bersifat stasioner
B. Bersifat kompersibel E. Memperkecil sudut kontaknya
C. Memperkecil luas permukaannya Jawab : C
33. Yang bukan termasuk factor-faktor yang mempengaruhi tinggi rendahnya zat cair
didalam pipa kapiler adalah …
A. Tegangan permukaan
B. Massa jenis zat cairnya
C. Diameter pipanya
D. Volume zat cairnya
E. Sudut kontak permukaan zat cair dengan dinding pipa
Jawab : D gr
h
ρ
θγ cos2
=
www.mhharismansur.com
γγ
θ h
14